方支管-h型钢弦杆t形节点受力性能研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringResearchonBehaviorofSquareHollowSectionBrace-H-shapedChordTJointsMasterCandidate：LiuZhaoMajor：CivilEngineeringSupervisor：Prof.LiChengyuWuhanUniversityofScienceandTechn

2、ologyWuhan,Hubei430065,P.R.ChinaMay,2015摘要钢结构桁架是钢结构中典型的结构类型之一。在钢结构桁架当中，通过对弦杆及腹杆的合理布理，可使得各构件以轴向受力为主。但在工程实际当中弦杆总是不可避免的要兼作受弯构件，因此对于桁架的弦杆进一步地提出了抗弯性能的要求。考虑到方管具有较强的轴向受力性能，H型钢用作抗弯构件较为经济，因此，在钢结构桁架当中方支管－H型钢弦杆T形节点应运而生。本课题针对方支管－H型钢弦杆T形节点，依据现有规范和采用ansys有限元分析软件，做了以下研究：(1)

3、为了保证有限元分析的可靠性，依据已有参考文献中的实验数据，进行了单元的选择、缺陷方法的选择以及几何缺陷幅值选择的研究。研究证明：改进的一致性缺陷方法对于薄壁方管节点也同样适用，并且取得较为良好的模拟效果。(2)基于某工程项目实际情况的节点，依据欧洲规范进行了节点的承载力计算。做了节点在不同受力边界条件下的屈曲分析。为设计提供了相关的建议。研究了弦杆翼缘厚度、腹板厚度对节点受力性能的影响。进行了节点屈曲分析。研究表明：节点承载力往往大于构件承载力。相对于翼缘，弦杆的腹板对节点的承载力影响更为明显。弦杆内设加劲肋可以

4、提升对于节点的承载力。单节点的屈曲形式较为单一。(3)基于桁架多尺度模型进行了节点研究，并与单一节点的分析进行对比。研究证明：节点在结构整体当中表现更为多样化的屈曲形式。节点的多尺度分析可以补充单一节点分析节点破坏模式的不足，为工程设计质量提拱了更为安全的保障。另外，通过多尺度模型的有限元分析，可以依据节点不同位置的受力情况进行相适应的加固或削弱，以达到材料性能的充分发挥、节省工程造价的目的。关键词：方支管－H型钢弦杆T形节点；初始缺陷；屈曲分析；多尺度；IAbstractTrussisatypicalstruc

5、tureinsteelstructure.Eachcomponentcouldbemademainlytoresistaxialforcesbyreasonablearrangementofthechordsandbracesinthesteeltrusses.However,practically,itisalwaysinevitableforthechordstoserveasflexuralmembers,whichisfurtherproposedforbendingbehavior.Considerin

6、gthesquarehollowsectionsteelispreferredinbearingaxialforce,whileHsectionsteelasflexuralmembersismoreeconomical,TjointsassembledwithsquarehollowsectionbraceandHsectionchordisapplied.Basedonspecificationsandsoftwareofansys,theresearchonthejointshasbeendoneasthe

7、followings:(1)TomakesurethereliabilityofFEA,thechoiceofelementtype,flawmethodandamplitudeofgeometricalflawareusedtosimulateitbasedontheexperimentaldatafromtherelatedreferences.Itprovesthattheimprovedconsistentimperfectbucklinganalysismethodcouldalsobeusedinit

8、andperfectsimulationcouldbeachieved.(2)ThedesignofthejointinaprojecthasbeendonebasedontheEurocode3.Thebucklinganalysisundertheboundaryconditionofdifferentforcesalsohasbeenconductedinthest